風(fēng)、光、市電‘三電’智能監(jiān)控技術(shù)的研究

蔡大華

【摘 要】 本文介紹‘三電智能監(jiān)控的要求及實施的方法，提出基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的在線檢測風(fēng)光電的相關(guān)參數(shù)及故障自動切換的方法，給出了檢測點的物理量及控制器的組成、功能，具有技術(shù)新、價格低、可靠性高等特點，有一定的實用性。

【關(guān)鍵詞】 三電 傳感網(wǎng) 控制器

1 引言

隨著能源危機日益臨近，以及人們對環(huán)境污染的重視，新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。所謂‘三電是風(fēng)力發(fā)電供電、光伏發(fā)電供電以及市電供電。風(fēng)光發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，是利用太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電機（將交流電轉(zhuǎn)化為直流電）將發(fā)出的電能存儲到蓄電池組中，當(dāng)用戶需要用電時，逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡ㄟ^輸電線路送到用戶負(fù)載處。但風(fēng)力及光伏發(fā)電受環(huán)境及氣候影響很大，影響供電的穩(wěn)定性及安全性。隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，人民的生活水平提高，用電量日益增加，對用電質(zhì)量及安全要求越來越高。采用‘三電合一的供電方式，可以避免風(fēng)力及光伏發(fā)電不能滿足供電要求時，能自動切入市電供電，從而保證用電負(fù)載的正常工作。如何保障三電有效、實時的切換，保證用戶的用電需求安全，是本文研究的主要內(nèi)容。

2 ‘三電智能監(jiān)控要求

供電運行數(shù)據(jù)是整個配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的重要組成部分，其中包括電壓、電流、有功（無功）、功率因數(shù)、有功（無功）電量等，此外還有光照強度及風(fēng)力大小對光伏及風(fēng)力發(fā)電的影響。這些數(shù)據(jù)正常與否是供電運行是否良好的重要反映。對重要運行數(shù)據(jù)采取實時監(jiān)控，可以及時了解設(shè)備運行狀況，對運行數(shù)據(jù)異常能及時發(fā)現(xiàn)這些故障隱患，尤其是早期發(fā)現(xiàn)，早采取措施，將減少維修成本，縮短停電時間，保障供電穩(wěn)定及安全，有很多經(jīng)濟及社會意義。

根據(jù)供電線路運行情況，采用電壓、電流變送器、功率因數(shù)變送器等測試線路的工作電壓、電流、功率因數(shù)作為監(jiān)控數(shù)據(jù)；其它物理量如光照、風(fēng)力、溫度、濕度等的模數(shù)傳感器模塊、無線數(shù)據(jù)采集傳輸模塊和微處理器模塊三大功能模塊構(gòu)成，實現(xiàn)由無線傳感器節(jié)點采集、微處理器對前端的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)遠端的檢測系統(tǒng)（PC機）對數(shù)據(jù)分析和處理完整功能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

3 ‘三電智能監(jiān)控方法

傳感網(wǎng)絡(luò)是一種全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它綜合了傳感器、微處理器及通訊等技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)通信中，傳感器依托網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)實現(xiàn)感知信息的傳遞和協(xié)同。通過射頻信號自動識別對象，完成獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，再將采集來的數(shù)據(jù)通過優(yōu)化后經(jīng)無線電波或互聯(lián)網(wǎng)傳輸給信息處理中心，進而通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)更大范圍的跟蹤、監(jiān)控，傳感網(wǎng)絡(luò)將給生產(chǎn)控制及生活方式帶來根本性的變化。

采用已經(jīng)技術(shù)成熟且價格適中的無線傳感器可以根據(jù)需要增加測試點，不用另外布線，通過無線通信模塊將測試點信號傳輸至控制器，再通過互聯(lián)網(wǎng)或電信與監(jiān)控中心主控器相連。監(jiān)控中心對各觀測點參數(shù)狀態(tài)顯示，并可以根據(jù)需要加聲光報警裝置，提高運行狀態(tài)監(jiān)控的實時性、快速性。對于線路電壓低于10%或線路電流超過10%到達設(shè)定時間后，或線路故障斷電，可以將風(fēng)、光電切除，而將市電自動切入，保證電網(wǎng)的安全及供電的連續(xù)性。

對備用市電電源的投入保護裝置將包括CPU模塊、繼電器模塊、交流電源模塊、人機對話模塊等構(gòu)成，具有抗干擾性強、穩(wěn)定可靠、使用方便、顯示直觀等優(yōu)點

每個控制點可以設(shè)置如下觀測點：

（1）運行數(shù)據(jù)測試：電壓、電流、有功功率等；（2）光照測試：室外太陽光測試；（3）風(fēng)力測試：風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力強度的測試；（4）濕度測試：觀測點的濕度測試；（5）溫度測試：電氣設(shè)備及線路的溫度測試。

控制器：

（1）功能：各控制點的數(shù)據(jù)通信、存儲、處理；顯示狀態(tài)，設(shè)置輸入?yún)?shù)；完成人機對話。（2）結(jié)構(gòu)：微型處理器、顯示屏；互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊。

4 結(jié)語

隨著人們對環(huán)境要求越來越高，采用光、風(fēng)發(fā)電應(yīng)用的范圍及比例會逐步提高。采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊可以減少現(xiàn)場施工布線；智能控制器集數(shù)據(jù)參數(shù)采集、處理、實時顯示、參數(shù)設(shè)定、人機對話及報警等功能，實現(xiàn)監(jiān)控的實時性、快速性。通過互聯(lián)網(wǎng)能方便實現(xiàn)遠距離傳輸，監(jiān)控，進一步拓展監(jiān)控范圍。

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